交通運輸行業(yè)標準客車用半導體低壓配電設(shè)備技術(shù)條件(征求意見稿)編制說明標準起草組二零二三年一月I一、工作簡況 1二、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的依據(jù) 2三、主要試驗(或驗證)的分析、技術(shù)經(jīng)濟認證或預期的經(jīng)濟效果 9四、與國際、國外同類標準水平的對比情況 10五、與有關(guān)現(xiàn)行法律、法規(guī)和其他強制性標準的關(guān)系 10六、重大意見分歧的處理結(jié)果和依據(jù) 10七、標準過渡期的建議 11八、廢止現(xiàn)行有關(guān)標準的建議 11九、其他應予說明的事項 111一、工作簡況(一)任務來源車輛運營過程中低壓電氣系統(tǒng)安全性不可控和數(shù)字化監(jiān)控手段缺失一直是影響運營安全的重要因素，輕則拋錨，重則發(fā)生著火事故。在交通強國建設(shè)推動下，新能源和自動駕駛技術(shù)迅猛發(fā)展對整車電氣系統(tǒng)的安全性、數(shù)字化提出了更高要求，使基于半導體技術(shù)的低壓配電在這些新型運載工具得到應用。但是由于缺乏相應技術(shù)規(guī)范，應用水平良莠不齊，影響行業(yè)發(fā)展。通過本標準的制訂，既能提高營運車輛安全水平，又可以規(guī)范車輛信息數(shù)字化監(jiān)測?！犊蛙囉冒雽w式低壓配電設(shè)備技術(shù)條件》交通行業(yè)標準制定工作來源于交通運輸部交科技函〔2022〕313號《交通運輸部關(guān)于下達2022年交通運輸標準化計劃(第一批)的通知》，計劃編號為JT2022—23《客車用半導體式低壓配電設(shè)備技術(shù)條件》，該標準為推薦性的交通行業(yè)標準，首次制定，技術(shù)歸口單位為全國汽車標準化技術(shù)委員會客車分技術(shù)委員會(SAC/TC114/SC22)。(二)主要工作過程項目承擔單位鄭州森鵬電子技術(shù)股份有限公司根據(jù)標準制訂計劃，開展標準制訂工作，主要工作過程如下：1.基于2022年承擔的《客車用半導體式低壓配電設(shè)備安全技術(shù)條件》標準預研項目，對客車用半導體式低壓配電設(shè)備功能要求、性能要求及試驗方法進行研究，2022年6月立項通過后，組建了標準工作組。2.2022年12月16日，標準編制組召開了標準啟動會和第一次標準線上討論會，在標準草稿的基礎(chǔ)上對標準內(nèi)容進行了研討。形成的意見和建議，對原標準的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容進行了調(diào)整，形成了標準征求意見稿。(三)起草單位本標準負責起草單位：鄭州森鵬電子技術(shù)股份有限公司、中國公路車輛機械有限公司、廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司、宇通客車股份有限公司、比亞2迪汽車工業(yè)有限公司、浙江吉利遠程新能源商用車集團有限公司、廈門金龍旅行車有限公司、國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(襄陽)、石家莊市公共交通集團有限責任公司、天津廣通汽車有限公司。(四)主要起草人員及任務分工位1限公司標準整體框架和第1-6章內(nèi)容的編寫23限公司4限公司5678源商用車集團有限公司9團有限責任公司二、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)(一)編制原則本標準按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)則編寫。本標準的制定考慮了相關(guān)標準、法規(guī)間的相互協(xié)調(diào)，盡量避免同一要素在不同文本中重復規(guī)定，對國內(nèi)已有相關(guān)標準規(guī)定或可以列入相關(guān)標準中的內(nèi)容，一般不納入本標準。此標準中規(guī)定的技術(shù)要求即要有先進性又要有成熟性，還要便于推廣。對于不成熟的技術(shù)應作為后期的技術(shù)研究，待該項技術(shù)成熟時適時修訂標準。本標準中規(guī)定的技術(shù)內(nèi)容應具備一定的引領(lǐng)性同時兼顧行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀，本標準的技術(shù)內(nèi)容確定要適合我國國情，標準的技術(shù)要求應明確，避免模糊的表述，盡可能提出定量的要求，并有相應的檢驗方法。編制的標準，對于防范3公共汽車類交通工具安全事故具有積極作用。(二)標準的主要內(nèi)容說明1.標準范圍標準范圍和適用對象本文件規(guī)定了客車用基于半導體技術(shù)的低壓配電設(shè)備的技術(shù)要求、性能要求和試驗方法。本文件適用于客車用基于半導體技術(shù)的低壓配電設(shè)備，其他車用基于半導體技術(shù)的低壓配電設(shè)備可參照使用。2.規(guī)范性引用文件本標準根據(jù)內(nèi)容需要引用的規(guī)范性引用文件。3.術(shù)語和定義3.1半導體式低壓配電設(shè)備說明:結(jié)合整車電壓等級和半導體式低壓配電設(shè)備具有的特征定義為額定電壓等級為12V或24V，采用場效應晶體管或智能驅(qū)動芯片等半導體功率器件實現(xiàn)功率輸出，同時具備電源分配、電源控制、線路保護、故障診斷、信息采集及通訊、輸入輸出可編程等功能的配電設(shè)備。3.2休眠狀態(tài)說明：為滿足系統(tǒng)功耗要求而設(shè)計的一種工作狀態(tài)，進入休眠狀態(tài)后，系統(tǒng)功耗將降至最低水平，除非系統(tǒng)被喚醒，否則所有外部接口都將處于禁用狀態(tài)。3.3潛在通路說明：參考QJ3217—2005《潛在分析方法和程序》定義的“潛在電路”：電子/電氣系統(tǒng)中，以電能信號(模擬、數(shù)字或開關(guān)信號)傳播為表征信息的所有潛在狀態(tài)的總稱。參考QJ3217—2005《潛在分析方法和程序》定義的“潛在狀態(tài)”：系統(tǒng)設(shè)計(或修改設(shè)計)時無意中引入的一種潛伏狀態(tài)，在特定的條件下能導致系統(tǒng)產(chǎn)生非期望的功能或抑制所期望的功能。4說明：負載通電的瞬間所產(chǎn)生的非周期性瞬態(tài)電流。說明：輸出端口最大持續(xù)電流。說明：參考GB/T5226.1—2019《機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件》定義的“過電流”：超過額定值的電流，結(jié)合標稱電流的定義，定義本文件過電流為超過標稱值的電流。4.標準的主要內(nèi)容(1)技術(shù)要求(見第4章)4.1半導體低壓配電設(shè)備(以下簡稱“設(shè)備”)的表面應完整,無氧化銹蝕、無變形、無破損、無裂紋、無明顯分模線等缺陷。零件的涂鍍層應均勻,無明顯缺陷。安裝尺寸應符合產(chǎn)品圖樣要求。QCT1036—2016《汽車電源逆變器》中4.2要求，在標準中體現(xiàn)對客車用半導體式低壓配電設(shè)備產(chǎn)品外觀尺寸的通用基本要求，以便行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一生產(chǎn)品質(zhì)基本要求。4.2設(shè)備的工作溫度范圍(Tmin~Tmax)：-40℃~85℃。說明：溫度范圍為氣候環(huán)境溫度范圍，結(jié)合我國各地氣候條件以及GB/T28046.4—2011中工作溫度范圍的選取，國內(nèi)特殊地域和特殊季節(jié)達到低溫-30℃~40℃，所以低溫按照最低溫度-40℃。國內(nèi)高溫氣候極端溫度為49.6℃，考慮在太陽照射后的溫室效應影響，同時結(jié)合設(shè)備安裝位置有高溫發(fā)熱源等情況，高溫按照最高溫度為85℃。4.3設(shè)備應具備至少一路通訊接口，通訊接口宜采用CAN，通過此接口可以對設(shè)備進行程序升級、通訊控制等。說明：設(shè)備應具有通訊功能，采集到的電流、電壓和溫度信息可以在車輛部件之間進行共享，進一步可以上傳遠端平臺。結(jié)合目前客車主流的通訊方式均為CAN，考慮還有LIN等其他少數(shù)通訊方式以及未來會采用的其他方式，此處4.4所有電源輸出端口應能獨立開啟和關(guān)閉，且開啟和關(guān)閉可以通過硬線5或通訊報文進行控制。說明：半導體式低壓配電設(shè)備因其具備半導體可編程可控制的特性，可以做到電源輸出端口的開啟和關(guān)閉互相之間不受影響，這也是半導體式低壓配電設(shè)備相比傳統(tǒng)配電一個比較明顯的優(yōu)勢。同時考慮到目前客車行業(yè)內(nèi)車上的輸入信號有硬線和通訊報文(如CAN)兩種主流方案，故要求設(shè)備均可以通過硬線信號或者通訊報文兩種方式進行控制。4.5所有電源輸出端口應具備獨立的過電流保護功能，即任一輸出端口發(fā)生過電流故障時，僅該輸出端口進入保護狀態(tài)，其他輸出端口不受影響。輸出端口過流保護閾值和保護時間可通過軟件進行設(shè)置。說明：傳統(tǒng)配電設(shè)備(主要部件為保險和繼電器)缺失對各個通道過電流保護功能，而隨著智能駕駛和數(shù)字化交通的發(fā)展，要求對車輛上的用電設(shè)備的具備過電流保護能力，同時也需要能夠?qū)ΡＷo閾值具備可設(shè)置的功能。故該條對設(shè)備端口獨立的過電流保護功能進行規(guī)定和解釋。同時要求過電流保護閾值和保護時間可以通過軟件設(shè)置，以適應不同的配置需求。4.6設(shè)備應支持故障診斷功能，能通過CAN通訊或其他通訊方式獲取設(shè)備當前和歷史故障的故障診斷碼，宜采用UDS診斷協(xié)議。說明：對故障的診斷可以有效的提高整車智能維修能力，節(jié)省車輛維修成本。為此，該條明確規(guī)定了設(shè)備具有故障診斷功能，同時因為UDS是目前國際上比較通用的診斷協(xié)議，故推薦采用UDS診斷協(xié)議。4.7驅(qū)動能力≥1A的輸出端口應具備獨立的電流檢測功能。說明：目前傳統(tǒng)配電設(shè)備因為無法實時檢測到負載電流情況，所以無法為整車端和運營管理端(如公交公司調(diào)度中心、維修中心等)提供可以數(shù)字化的基礎(chǔ)，而半導體式低壓配電設(shè)備則可以通過半導體技術(shù)提供該項功能。故該標準中明確規(guī)定需要具備電流檢測功能的端口類型和其獨立性。4.8輸出端口若采用接線柱方式，應具備溫度檢測和過溫保護功能。說明：客車著火原因可以分為三大類：人為原因(如人為縱火、抽煙、攜帶易燃揮發(fā)物等)、熱源因素(如剎車蹄片、排氣管等)和電器線路問題。而在電器線路中，螺母固定的大電流接線柱松動導致的發(fā)熱、打火是很重要且很難完全避免的原因。半導體式低壓配電設(shè)備采用接線柱溫度檢測功能，實時檢6測各個大電流接線柱的問題狀態(tài)，有異常情況下可以通過車端和云端及時提醒，便于司機和維修人員及時排查是否存在螺栓松動。故該條明確規(guī)定需要具備溫度檢測功能的端口類型和過溫保護功能。4.9設(shè)備應具有休眠狀態(tài)，休眠狀態(tài)的進入和退出可以通過硬線或通訊報文進行控制。進入休眠狀態(tài)后，設(shè)備自身功耗不超過3mA。說明：為了保護整車蓄電池，防止車輛因長時間停運時因蓄電池饋電而帶來的車輛無法啟動問題。結(jié)合設(shè)備特性和各整車廠要求，規(guī)定休眠狀態(tài)的喚醒方式和進入休眠狀態(tài)后，設(shè)備自身的功耗大小。4.10在掉電狀態(tài)下應具有防潛在通路功能，即在設(shè)備接地正常，供電電源被切斷后，設(shè)備所有輸出端口之間不應存在潛在通路。說明：車輛上潛在通路的存在從設(shè)計上就會增大整車維修的復雜度和提高車輛的故障發(fā)生概率。故該條規(guī)定設(shè)備應具有防潛在通路的功能，并具體明確了防潛在通路的要求。4.11設(shè)備的所有電源輸出端口應具有抗沖擊電流功能，沖擊結(jié)束后所有輸出端口功能正常。說明：抗沖擊電流是車輛上感性和容性負載固有的特性，從目前行業(yè)技術(shù)水平來看，該特性在各個負載端只能盡量降低，但無法完全消除，所以作為為各個負載提供電源供應的配電設(shè)備，其抗沖擊電流能力就非常重要。故該條明確規(guī)定設(shè)備輸出端口應具有抗沖擊電流功能及沖擊后的功能狀態(tài)要求。(2)性能要求(見第5章)5.1環(huán)境適應性說明：環(huán)境適應性主要包括溫度循環(huán)、高溫性能、低溫性能、濕熱循環(huán)、穩(wěn)態(tài)濕熱和耐鹽霧試驗項目。由于設(shè)備使用氣候環(huán)境與傳統(tǒng)汽車基本相同，環(huán)境適應性試驗參照GB/T28046.4中測試條件，功能狀態(tài)判定依據(jù)GB/T28046.1—2011定義的等級要求。5.2機械性能說明：機械性能主要包括耐振動性能、機械沖擊以及自由跌落項目，參考GB/T28046.3—2011為測試條件，功能狀態(tài)判定依據(jù)GB/T28046.1—2011定義的等級要求。7說明：由于設(shè)備的電氣環(huán)境與傳統(tǒng)汽車電子設(shè)備基本相同，因此設(shè)備的電氣適應性試驗參考QC/T413和GB/T28046.2—2019，選取工作電壓范圍、過電壓、疊加交流電壓、供電電壓緩降和緩升、供電電壓瞬態(tài)變化、反向電壓作為測試項目,功能狀態(tài)判定依據(jù)GB/T28046.1—2011定義的等級要求。5.4防潛在通路說明：防潛在通路性能按照防潛在通路的定義和產(chǎn)生場景，依據(jù)本標準中6.6中規(guī)定的測試方法進行測試，功能狀態(tài)以及測試電壓按照5.4規(guī)定要求。5.5抗沖擊電流說明：抗沖擊電流性能依據(jù)本標準中6.7中規(guī)定的測試方法進行測試，沖擊電流倍數(shù)和沖擊時間按照5.5規(guī)定要求。說明：此項參考ISO10483.1—1中的對沖擊電流和標稱電流的倍數(shù)關(guān)系并結(jié)合車輛負載特性綜合給出的沖擊電流倍數(shù)及脈沖時間曲線。5.6短路保護說明：所有輸出端口應確保能承受短路電流且在切斷短路電流后能恢復到正常工作(最低達到C級)。5.7電流檢測說明：電流檢測依據(jù)本標準中6.9中規(guī)定的測試方法進行測試，測量精度要求按照5.7規(guī)定要求。5.8接線柱端口溫度檢測說明：電流檢測依據(jù)本標準中6.10中規(guī)定的測試方法進行測試，測量精度要求按照5.8規(guī)定要求。5.9電磁兼容性能說明：考慮整車對低壓配電設(shè)備的要求，電磁兼容性能試驗包括傳導發(fā)射、輻射發(fā)射、沿電源線的電瞬態(tài)傳導抗擾性、對耦合到非電源線電瞬態(tài)的抗擾性、電磁輻射抗擾度試驗、靜電放電，基本試驗要求參考汽車領(lǐng)域的成熟標準，測試強度和功能要求通過前期開展對配電設(shè)備技術(shù)水平調(diào)研的數(shù)據(jù)確定，參考GB/T18655、GB/T33014.4、GB/T33014.2、GB/T21437.2、GB/T21437.3、GB/T19951—2019。86.1、試驗條件說明：該條從試驗環(huán)境和試驗設(shè)備兩方面進行規(guī)定，為后面具體試驗條款提供基礎(chǔ)。試驗環(huán)境引用QC/T413—2002《汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件》中3.1.2產(chǎn)品的常態(tài)工作環(huán)境條件，具體內(nèi)容一致。試驗設(shè)備是對各項試驗中通用的試驗設(shè)備，如：直流穩(wěn)壓電源、電壓表、電流表等其精度進行了要求。6.2、環(huán)境適應性試驗說明：針對第5章中5.1中提出的環(huán)境適應性的要求，包括溫度循環(huán)試驗、低溫試驗、高溫試驗、濕熱循環(huán)試驗、穩(wěn)態(tài)濕熱試驗、耐鹽霧試驗，參照GB/T28046.4—2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗第4部分：氣候負荷》規(guī)定了相應的試驗方法，便于標準的實施，保證數(shù)據(jù)的重復性和可比性。6.2、機械性能試驗機械沖擊，參照GB/T28046.3—2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗第3部分：機械負荷》規(guī)定了相應的試驗方法，便于標準的實施，保證數(shù)據(jù)的重復性和可比性。6.3、電氣性能試驗說明：針對第5章中5.3中提出的機械性能的要求，包括工作電壓范圍、過電壓、疊加交流電壓、供電電壓緩降和緩升、供電電壓瞬態(tài)變化、反向電壓，參照GB/T28046.2—2019《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗第2部分：電氣負荷》規(guī)定了相應的試驗方法，便于標準的實施，保證數(shù)據(jù)的重復性和可比性。6.4、防潛在通路、抗沖擊電流、短路保護、電流檢測、接線柱溫度檢測試驗說明：針對第5章中5.4/5.5/5.6/5.7/5.8中提出的防潛在通路、抗沖擊電流、短路保護、電流檢測、接線柱溫度檢測的要求，規(guī)定了相關(guān)試驗方案和模型參數(shù)等。6.5、電磁兼容試驗說明：針對第5章中5.9中提出的關(guān)于電磁兼容的要求：9參照GB/T18655—2018《車輛、船和內(nèi)燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》對傳導發(fā)射、輻射發(fā)射所需的具體試驗方法進行了規(guī)定；參照GB/T19951—2019《道路車輛電氣/電子部件對靜電放電抗擾性的試驗方法》對靜電放電試驗所需的達到的試驗嚴酷等級和試驗方法進行了規(guī)定；參照GB/T21437.2《道路車輛電氣/電子部件對傳導和耦合引起的電騷擾試驗方法第2部分：沿電源線的電瞬態(tài)傳導發(fā)射和抗擾性》對沿電源線的電瞬態(tài)傳導抗擾性進行了嚴酷等級的規(guī)定；參照GB/T21437.3《道路車輛電氣/電子部件對傳導和耦合引起的電騷擾試驗方法第3部分：對耦合到非電源線電瞬態(tài)的抗擾性》對對耦合到非電源線電瞬態(tài)的抗擾性進行了嚴酷等級的規(guī)定；參照GB/T33014.2《道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第2部分：電波暗室法》對電磁輻射抗擾度試驗-電波暗室法相關(guān)頻率范圍和嚴酷等級進行了規(guī)定；參照GB/T33014.4《道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第4部分：大電流注入(BCI)法》對電磁輻射抗擾度試驗-大電流注入(BCI)法相關(guān)頻率范圍和嚴酷等級進行了規(guī)定。三、主要試驗(或驗證)的分析、技術(shù)經(jīng)濟認證或預期的經(jīng)濟效果此標準是交通運輸行業(yè)推薦性標準，用于客車用半導體式低壓配電設(shè)備。(1)客車用半導體式低壓配電設(shè)備在客車的應用試驗半導體式低壓配電設(shè)備在客車領(lǐng)域不同車型上已經(jīng)進行了廣泛的實車應用，2019年-2022年客車行業(yè)采用車用半導體式配電產(chǎn)品超過40000件，近三年來車用半導體配電產(chǎn)品以每年50%左右的增速快速增長。國內(nèi)主流客車廠，如廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司、宇通客車股份有限公司、比亞迪汽車工業(yè)有限公司、浙江吉利遠程新能源商用車集團有限公司、廈門金龍旅行車有限公司、天津廣通汽車有限公司、中通客車等均已經(jīng)批量采用半導體式低壓配電產(chǎn)品。已裝車應用的半導體式低壓配電設(shè)備充分驗證了電流檢測、溫度檢測、信息通訊、故障診斷、端口帶載能力及保護時間可軟件編程、抗沖擊電流和短路保護等數(shù)字化功能。(2)第三方試驗驗證根據(jù)標準中對半導體式低壓配電設(shè)備技術(shù)要求和